林涵

摘 要：對(duì)于并聯(lián)的多組變壓器，通常采用一臺(tái)接地、其它均不接地的運(yùn)行方式。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)的點(diǎn)位近似為零，非故障相的對(duì)地電壓接近于相電壓，這樣設(shè)備、線路的對(duì)地絕緣可以按相電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而降低了造價(jià)，節(jié)約了投資。其缺點(diǎn)一是由于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)在單相短路時(shí)須斷開(kāi)故障線路，中斷對(duì)用戶的供電，降低了供電可靠性。

關(guān)鍵詞：變壓器;中性點(diǎn);接地

目前，國(guó)內(nèi)大部分220kV變壓器中性點(diǎn)采用直接接地運(yùn)行，部分采用非直接接地方式。對(duì)于并聯(lián)的多組變壓器，通常采用一臺(tái)接地、其它均不接地的運(yùn)行方式。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)的點(diǎn)位近似為零，非故障相的對(duì)地電壓接近于相電壓，這樣設(shè)備、線路的對(duì)地絕緣可以按相電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而降低了造價(jià)，節(jié)約了投資。其缺點(diǎn)一是由于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)在單相短路時(shí)須斷開(kāi)故障線路，中斷對(duì)用戶的供電，降低了供電可靠性，為了克服這一缺點(diǎn)，目前在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，廣泛裝設(shè)了自動(dòng)合閘裝置;二是單相接地短路時(shí)的短路電流很大，甚至可能超過(guò)三相短路電流的數(shù)值;三是由于較大的單相短路電流只在一相回路內(nèi)通過(guò)，將在三相導(dǎo)線周圍形成較強(qiáng)的單相磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路產(chǎn)生電磁干擾。

220kV變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地方式的可使電力系統(tǒng)中性點(diǎn)過(guò)電壓水平大幅度的降低，限制短路電流，提高供電系統(tǒng)的可靠性和安全性，同時(shí)可降低變壓器絕緣等級(jí)，節(jié)約變壓器生產(chǎn)成本，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.電氣制動(dòng)和變壓器中心點(diǎn)經(jīng)小電阻接地

一是電氣制動(dòng)。當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率急劇減少，發(fā)電機(jī)組因功率過(guò)剩而加速，如能迅速投入制動(dòng)電阻，消耗發(fā)電機(jī)組的有功功率以制動(dòng)發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)不失步，仍能同步運(yùn)行，從而提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。運(yùn)用電氣制動(dòng)提高暫態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，制動(dòng)電阻的大小及其投切時(shí)間要選擇恰當(dāng)。否則，或者會(huì)發(fā)生所謂的欠制動(dòng)，即制動(dòng)作用過(guò)小，發(fā)電機(jī)仍要失步;或者發(fā)生過(guò)制動(dòng)，卻制動(dòng)過(guò)大，發(fā)電機(jī)雖在第一次振蕩中沒(méi)有失步，卻在切除故障和切除制動(dòng)電阻后的第二次振蕩中或以后失步了。過(guò)制動(dòng)現(xiàn)象也可用等面積定則解釋。因此在考慮某個(gè)具體電力系統(tǒng)中如何使用電氣制動(dòng)時(shí)，應(yīng)通過(guò)一系列計(jì)算，求出不同輸送功率下制動(dòng)電阻的上下限和投切時(shí)間，然后選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆桨浮?/p>

二是變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地就是對(duì)接地性短路故障的電氣制動(dòng)。短路電流的零序分量通過(guò)變壓器中性點(diǎn)所接電阻R時(shí)，將產(chǎn)生有功功率損耗。在短路靠近送電端時(shí)，它主要由送電端發(fā)電廠供給;接近受電端時(shí)，則主要由受電端系統(tǒng)供給。送電端發(fā)電機(jī)由于要供給這部分功率損耗，短路時(shí)它們的加速度就要減緩，或者說(shuō)這些電阻中的功率損耗起了制動(dòng)作用，因而提高了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。因此對(duì)于不是無(wú)限大容量母線的實(shí)際電力系統(tǒng)，一般只在送電端變壓器中性點(diǎn)接入小電阻。如果在受電端變壓器中性點(diǎn)接小電阻，則由于電阻上的功率消耗，大部分將由受電端發(fā)電機(jī)負(fù)擔(dān)，使本來(lái)處于減速的受電端發(fā)電機(jī)加重負(fù)擔(dān)，惡化了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。

中性點(diǎn)連接的小電阻和連接三相上的制動(dòng)電阻不完全相同，它的制動(dòng)作用因短路點(diǎn)距送、受電短的遠(yuǎn)近及短路的種類而異。因此在考慮某個(gè)具體系統(tǒng)中如何使用這一個(gè)措施，也應(yīng)通過(guò)一系列計(jì)算方能確定適當(dāng)?shù)碾娮柚怠?/p>

變壓器中性點(diǎn)所接的用以提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的小電阻或小電抗的數(shù)值很小，若以變壓器的額定容量為基準(zhǔn)，其電阻或電抗百分?jǐn)?shù)一般不超過(guò)百分之幾，因此并不改變電力系統(tǒng)中性點(diǎn)工作方式的性質(zhì)。

2.變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的優(yōu)越性

隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)容量逐步增加，大量變壓器中性點(diǎn)如果采用直接接地的方式。在這種系統(tǒng)下發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相便直接經(jīng)過(guò)大地而形成單相短路。在這種情況下，中性點(diǎn)的點(diǎn)位不發(fā)生位移，其對(duì)地電壓仍保持為零;接地點(diǎn)非故障相對(duì)地電壓的升高或降低的數(shù)值，與電力系統(tǒng)的零序電抗和正序電抗的比值有密切關(guān)系。當(dāng)>時(shí)，接地點(diǎn)非故障相對(duì)地電壓有最大值，可達(dá)到正常相的1.25倍。當(dāng)=時(shí)，接地點(diǎn)非故障相對(duì)地電壓保持不變;當(dāng)<時(shí)，接地點(diǎn)非故障相對(duì)地電壓低于正常時(shí)的相電壓。

這種接地方式會(huì)使得系統(tǒng)零序電抗大大降低，可能產(chǎn)生大的短路電流。電網(wǎng)中性點(diǎn)接地的目的是為了保證電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，繼電保護(hù)的可靠動(dòng)作和限制系統(tǒng)過(guò)電壓，最有效的方法四系統(tǒng)中所有變壓器中性點(diǎn)直接接地，并使中性點(diǎn)上出現(xiàn)較高的電壓這可能造成下列缺點(diǎn)：

一是發(fā)生單相接地時(shí)，線路或設(shè)備必須立即切除，降低了供電的連續(xù)性;

二是由于單相接地短路電流較大，引起電壓急劇降低，以致影響系統(tǒng)的穩(wěn)定;

三是單相接地短路電流講產(chǎn)生很大的電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)，可能使故障范圍擴(kuò)大和損壞設(shè)備;

四是單相接地短路電流可能超過(guò)三相短路電流，使高壓熔斷器的選擇必須按照單相短路的條件進(jìn)行校驗(yàn)，并且由于高壓斷路器的跳閘次數(shù)增多，增大了斷路器的維修工作量;

五是單相接地短路電流在導(dǎo)線周圍形成較強(qiáng)的單相磁場(chǎng)，使鄰近的通信線路和信號(hào)裝置受到干擾;

為了限制單相接地的短路電流，我國(guó)在不超過(guò)220kV的系統(tǒng)中，多采用減少中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目，增大零序電抗的方法。通常在整個(gè)系統(tǒng)中僅僅保留2～3個(gè)中性點(diǎn)直接接地，其余的中性點(diǎn)不接地。但是應(yīng)當(dāng)注意的是，在倒閘操作或事故跳閘之后有可能把系統(tǒng)解列成幾個(gè)部分，從而使系統(tǒng)的某些部分失去接地的中性點(diǎn)，并使中性點(diǎn)上出現(xiàn)較高的過(guò)電壓。為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重后果，通常在那些不接地的中性點(diǎn)上裝設(shè)專用避雷器予以保護(hù)。

總 結(jié)

因此，我們可以考慮將中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地，其著眼點(diǎn)是為了增大零序電抗，以限制單相短路電流，并且每臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)均經(jīng)過(guò)小阻抗接地。這樣即使系統(tǒng)被解列為幾個(gè)部分，也不會(huì)出現(xiàn)有中性點(diǎn)不接地的變壓器，因而對(duì)主變壓器中性點(diǎn)絕緣水平的要求可大大降低。

參考文獻(xiàn)

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